電子保險絲作為過流保護(hù)芯片的應(yīng)用

作者：Littelfuse客戶經(jīng)理Rambo Liu

作為過流保護(hù)器件，保險絲隨著需求與技術(shù)的變化，已經(jīng)在傳統(tǒng)的一次性保險絲基礎(chǔ)上衍生出一些有各自特色的產(chǎn)品，其中包括材料器件自恢復(fù)保險絲、溫度保險絲、爆炸保險絲以及半導(dǎo)體器件電子保險絲，本章重點(diǎn)介紹電子保險絲工作特性及其優(yōu)勢，可以作為過流保護(hù)方案的一個新選擇。電子保險絲雖然名字叫保險絲，實(shí)際上是一種半導(dǎo)體過流保護(hù)芯片。

電子保險絲優(yōu)勢：

相比于傳統(tǒng)的一次性保險絲以及自恢復(fù)保險絲，電子保險絲具有：

可重復(fù)使用并且沒有衰減與壽命次數(shù)限制

響應(yīng)時間為us級，通常小于5us

故障模式下為鎖死或者自恢復(fù)

具有過壓保護(hù)功能

具有欠壓保護(hù)功能

具有軟啟功能

具有防反功能

具有故障指示功能

集成化小封裝

典型應(yīng)用：

USB 電源開關(guān)：筆記本電腦、手機(jī)、機(jī)頂盒、顯示屏以及type C適配器

熱插拔：固態(tài)硬盤、服務(wù)器、PLC、自動化、電池管理以及通信應(yīng)用

負(fù)載開關(guān)：手機(jī)、筆記本電腦、平板電腦

過壓以及防反接保護(hù)：手機(jī)、電腦、直流電源端口

電子保險絲實(shí)例：

以實(shí)際產(chǎn)品LS1205ExD33為例簡單介紹下電子保險絲的功能。

產(chǎn)品特點(diǎn)：

·?????????? 寬電壓范圍輸入，2.7~18V

·?????????? 最大輸入/輸出電壓20V

·?????????? LS1205EV: 外部可調(diào)過壓限值

·?????????? LS1205EF：故障指示

·?????????? 集成24毫歐低阻抗保護(hù)開關(guān)

·?????????? 外部可調(diào)節(jié)過流限值1~5A

·?????????? 外部可調(diào)節(jié)軟啟時間

·?????????? 內(nèi)部背靠背MOSFET防電流反灌

·?????????? 短路保護(hù)

·?????????? 過溫保護(hù)以及自恢復(fù)

·?????????? 使能控制引腳

·?????????? DFN3x3 10腳封裝

功能方塊圖

展開如下，可以看到電子保險絲實(shí)際是一個比較簡單的以過流保為主要護(hù)功能的芯片，其中LS1205EV集成了通過外部上拉與下拉電阻調(diào)節(jié)過壓的功能。

而LS1205EF去掉了過壓調(diào)節(jié)功能，增加故障指示引腳。

引腳定義：

IN: 電源輸入引腳

OUT: 電源輸出引腳

EN: 使能腳，On為電壓超過1.29V，Off為電壓低于1.19V

GND: 接地腳

SS: 軟啟引腳，通過外接電容來改變軟啟時間

ILIM: 可編程過流引腳，通過改變外接到地引腳電阻調(diào)節(jié)限流值

VCP: LS1205EV, 可編程過壓限值引腳，通過上拉電阻到電源，下拉電阻到地以及懸空來設(shè)定過壓值

FAULT: LS1205EF, 故障指示引腳，常開表示輸入欠壓或無電壓，導(dǎo)通表示輸入過壓或者過溫保護(hù)

典型應(yīng)用電路：

詳細(xì)功能介紹:?

輸入輸出電容選擇：旁路電容0.1uF來濾除高頻干擾，10uF電容來增加電源穩(wěn)定性。

使能功能：有開/關(guān)1.29V/1.19V限值，使用時需要超過該限值保證其工作。

軟啟功能：通過外接電容來調(diào)節(jié)軟啟時間，不接電容時標(biāo)準(zhǔn)時間TSS_INT為1.7ms，外接電容對應(yīng)軟啟時間為TSS=Css*Rint，其中Rint為內(nèi)部電阻250kohm。

輸出過壓調(diào)節(jié)(僅LS1205EV)：輸出電壓可以通過VCP引腳高低電平來調(diào)節(jié)，通過VCP引腳接電阻到IN腳設(shè)置高電平，輸出電壓限值為5.7V，VCP引腳通過電阻接地設(shè)置低電平，輸出電壓限值3.8V，VCP懸空設(shè)定輸出電壓限值14.4V，建議增加0.1uF電容去耦。

過流限值調(diào)節(jié)：通過外接電阻調(diào)節(jié)來改變過流限定值，其中Iinlim=10.5/Rilim，在電阻為10.5kohm時，輸出電流限值為1A。為了回路穩(wěn)定工作，建議電流限定值設(shè)置為最大工作電流的1.2~1.5倍，防止誤觸發(fā)引起的系統(tǒng)故障。